消能支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法探討

周偉

摘? ? 要：在這個(gè)經(jīng)濟(jì)文明高速發(fā)展的今天，我國城市建設(shè)也在快速發(fā)展。城市建設(shè)的速度越來越快。這也就對建筑的建設(shè)。設(shè)計(jì)者的多方面考慮有了很高的要求。對于建筑設(shè)計(jì)圖紙對建筑防風(fēng)抗震等安全因素有著很高的需求?，F(xiàn)在的建筑多以高層為主。突破以前的高度的同時(shí)也增加了安全注意事項(xiàng)。為了保證建成后人們使用的安全性。相關(guān)領(lǐng)域的科技人員對相關(guān)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了實(shí)際的研究。而消能支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法就是其中之一。他是抗震設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本文就對效能支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行仔細(xì)的探討。

關(guān)鍵詞：消能支撐;框架結(jié)構(gòu)

1? 引言

作為現(xiàn)代建筑的建造者。設(shè)計(jì)師必須要有對建筑是否有良好的抗震性能有著詳細(xì)的了解。必須了解抗震性對于現(xiàn)代化建設(shè)建筑的重要性。所以設(shè)計(jì)師在說起建造建筑的時(shí)候。必須做好抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作。因?yàn)樗歉邔咏ㄖ幕A(chǔ)。也是必不可少的因素，在建設(shè)之前必須對于該地形進(jìn)行詳細(xì)的考察。然后結(jié)合實(shí)際情況開展工程建設(shè)。把高層的建筑設(shè)計(jì)工作做好可以提高建筑的使用壽命。

2? 消能減震相關(guān)概述

我們都知道傳統(tǒng)的抗震方法是房屋頂部和底部連接在一起，地震時(shí)，地面兒運(yùn)動的能量會通過整個(gè)房屋的結(jié)構(gòu)傳到整個(gè)房屋整體。從而使整個(gè)建筑都會震動甚至是坍塌。傳統(tǒng)的防震方法不僅浪費(fèi)原材料和成本。而且效果不佳。常常導(dǎo)致人力和財(cái)力的浪費(fèi)。安全也存在隱患。造成人和財(cái)?shù)膿p失。“消能隔震”的基本思想是使基礎(chǔ)和上部房屋結(jié)構(gòu)分離，隔離地震能量向建筑物的輸入。實(shí)現(xiàn)地震時(shí)地動而建筑物基本不動，達(dá)到保證建筑物安全的目的。消能措施的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉，容易操作?？梢詮V泛的應(yīng)用在現(xiàn)代建設(shè)的建筑中。

3? 消能減震原理

因?yàn)樵诘厍騼?nèi)部，縱波的傳播速度大于橫波。先傳到地表的是鄭波，然后才是橫波。所以在地震時(shí)人們首先感覺到的是地表巖石在上下震動，然后才能感覺到地表巖石左右搖擺晃動。而在地震時(shí)，對建筑物造成傷害的主要是橫波。所以根據(jù)這種地震的特性，我們要擬定縱波和橫波的感應(yīng)器，并且在建筑物上安裝像汽車的安全氣囊一樣的保護(hù)措施。這樣一旦地震來臨，中波感應(yīng)器就會被啟動，在恒波的能量到來時(shí)，對建筑物進(jìn)行保護(hù)。那的工作原理是利用橫波和縱波之間的那個(gè)空隙的時(shí)間。利用這段時(shí)間對建筑物采取有效的保護(hù)措施。這種儀器設(shè)施還能根據(jù)地震時(shí)縱波的波動能量大小，來判定橫波到來時(shí)對建筑物造成的破壞程度。在計(jì)算出來之后，會根據(jù)所受破壞程度的預(yù)測對建筑物進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)輸入設(shè)防等級相等的能量，計(jì)算出建筑物的水平移動距離，保證建筑物水平的最大位移，來抵消行波的能量沖擊。從而使建筑物在地震時(shí)受到有效保護(hù)。保證在建筑物受到能量沖擊的時(shí)候，在相反的方向，同樣受到同等大小的能量沖擊。這樣就能抵消來自地震橫波的能量對建筑物的損壞。并且在地震過去之后，建筑物能恢復(fù)到原來的位置。而隨著時(shí)代文明和科技的不斷進(jìn)步，也出現(xiàn)了在建筑物的混凝鋼筋混凝土中加入化學(xué)試劑的方法。俗稱不倒翁的性質(zhì)。這種方法能加強(qiáng)混凝土的抗彎抗壓能力。以達(dá)到寧彎不折的效果。使建筑物的抗震能力大大提高。

4? 消能支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)內(nèi)容

4.1? 采取懸掛隔震措施

這種采取懸掛隔震措施通常指的就是建筑物本身在建造結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行懸掛。使其建筑整體與地基相分離。從而形成新的懸掛結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅能使建筑整體瘦到地基影響的變化比較小。還能減少地震時(shí)睇睇面巖石對整體建筑物的負(fù)面影響大大的降低。它將傳統(tǒng)的防震抗震措施進(jìn)行了優(yōu)化。是房屋整體與地基巖石相分離。他的子框架可以根據(jù)一些特殊的方式和主框架進(jìn)行連接。這就保證了當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生時(shí)，地基盡管出現(xiàn)嚴(yán)重的晃動和上下抖動，但是因?yàn)榈鼗徒ㄖ镎w是分離的，就能減少對建筑物整體的傷害。是地震時(shí)縱波和橫波的能量在斷裂處不能傳播到房屋整體。這種方式發(fā)明出來之后，很快技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在了現(xiàn)代化建設(shè)的建筑設(shè)計(jì)中。由此可見，這種方式具有很好的防震抗震效果，可以降低地震時(shí)對房屋和建筑物的破壞。

4.2? 偏心支撐結(jié)構(gòu)的抗震性能

而在科技發(fā)展快速的當(dāng)今，國外的相關(guān)的科學(xué)家已經(jīng)對偏心支撐結(jié)構(gòu)的抗震性能有了很大的研究和突破。這種方式是采取鋼板來減少地震時(shí)能量對整體建筑的破壞。它采用端板平齊式可更換消能梁段的偏心支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。然而，這種方式不利于結(jié)構(gòu)的震后修復(fù)。也就是說。這種方式在地震過后能將建筑物保護(hù)到什么程度就是什么程度。很難再像以前那樣進(jìn)行修復(fù)，這種方式在水平的能量問一下將產(chǎn)生很大的變形。當(dāng)能量到達(dá)一定程度時(shí)，斷糧已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的變形和損壞，甚至是斷裂。所以這種方式在受力不同的程度下受到的破壞程度和鎮(zhèn)后修復(fù)的程度是有很大的影響的。消能梁段腹板在地震來臨時(shí)能夠吸收大量的地震橫波和縱波，對建筑物破壞的能量，他能有很明顯的效果，能防止主體結(jié)構(gòu)受到地震破壞造成損壞或者坍塌。

5? 消能支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

在我國有一半以上的城市位于地震多發(fā)地帶。而且有40%以上的城市位于地震強(qiáng)度為7°以上的地區(qū)。這作為現(xiàn)代化建設(shè)城市的工作人員們的一大重要問題。是急需被解決的。面臨地震等多發(fā)地帶的城市建設(shè)面臨的問題非常的嚴(yán)峻。低于建筑物的防震措施的研究已經(jīng)迫在眉睫。建筑學(xué)的領(lǐng)域中對建筑物的抗震效果是一個(gè)非常重要的問題?，F(xiàn)代化城市建設(shè)一般都是高層建筑。而傳統(tǒng)的防震抗震措施已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化建筑的建設(shè)要求。這就要求我們要不斷地研究和探索新的建筑物的防震抗震解決方案。當(dāng)然，這種方案已經(jīng)在我們?nèi)祟惖墓餐ο卤话l(fā)現(xiàn)。并很快就應(yīng)用到了實(shí)際應(yīng)用中。1994年1月的美國洛杉礬大地震和1995年1月的日本阪神大地震中，采用疊層隔震橡膠支座和阻尼器等比較現(xiàn)代化的高科技防震手段。裝備了消能支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和相關(guān)系統(tǒng)的建筑物在地震中有著很好的抗震效果，不僅本身的建筑物沒倒。而且在建筑物里面得細(xì)小設(shè)施也沒有遭到破壞。這給相關(guān)領(lǐng)域和科研人員帶來了很大的信心和鼓勵。研究更好的方法提供了動力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。還有就是我們國家的泉州市僑鄉(xiāng)體育館。因?yàn)榻ㄖ锝ㄔO(shè)的時(shí)候，橋梁與主柱的交叉處有著一定的靈活性。所以采用了具有彈力的鋼纜繩作為固定物，它貫穿在混凝土框架和整個(gè)建筑主體內(nèi)。鋼纜繩會讓地震過程中的建筑物進(jìn)行變形。而形狀剛好與地震能量沖擊的幅度相吻合。所以當(dāng)?shù)卣疬^后，能量消失后，建筑物又能立刻的恢復(fù)原狀。通過相關(guān)領(lǐng)域和專業(yè)的科研人員的計(jì)算得知。使用此方式的建筑物能夠承受來自九級地震的沖擊能量。而在我國八級以上的地震都是很難見到的。這就保證了在現(xiàn)代化城市建設(shè)過程中，建造者和設(shè)計(jì)師對建筑物的設(shè)計(jì)有著很大的保障。建筑物的安全得到了保障，所以城市建設(shè)速度也就越來越快。

6? 結(jié)語

綜合本文的所述。消能支撐框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，已經(jīng)在一定程度上對于建筑物的防震措施有了很大的提升。而在經(jīng)濟(jì)科技都高速發(fā)展的未來。仿真技術(shù)在建筑中的應(yīng)用會越來越多。

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